竹粉主要化学成分的研究

竹子主要的化学成分的研究林产化学加工工程2011102012012汪欢欢1.引言竹子是一种重要的生物资源,具有特殊的能源利用价值及药用价值。探讨其化学成分对于竹类资源的开发具有重要意义。竹类是森林重要资源之一,具有特殊的经济、生态和社会价值。我国素有/竹子王国0之称,拥有极为丰富的竹类资源。栽培和把竹类作为生产化学的原料,是化石资源枯竭后发展可再生能源的途径之一,对能源和医药化学工业的可持续发展及生态经济的发展均有十分重要的意义。竹子是多年生常绿植物，具有分布广、速生丰产、再生能力强、用途广泛等特点。近年来，竹类资源的研究和利用在国内外十分活跃。由于竹子有着复杂的次生代谢过程，在其生命活动中产生了许多生理活性成分，因此，在传统的竹材利用领域之外，人们开始关注对竹提取物化学成分及其生物活性和生理功能的研究。本文通过对竹化学成分的测定，对水分、灰分、酸溶木质素、酸不溶木质素及综纤维素的测定，以求把握临安毛竹的化学成分分析，并利用这些数据对竹的进一步利用提供可行性建议，探讨了今后竹子化学研究的重点领域。2.材料与方法2.1材料的准备毛竹，产自临安市，经风干后，把竹材劈碎，用木粉专用粉碎机制成竹粉，通过60目40目筛后分别装入塑料袋中供化学成分分析用。2.2主要仪器分析天平扁形称量瓶索氏抽提器综纤维素测定仪恒温水浴锅锥形瓶容量瓶粉碎机恒温干燥箱真空泵抽滤瓶干燥器马弗炉烧杯圆底烧瓶坩埚冷凝管锥心瓶水浴槽电炉2.3实验试剂2:1苯醇混合液，60％亚氯酸钠，冰醋酸丙酮72％硫酸2.4实验方法1.水分的测定称取2g试样(精确至0.0001g)于一洁净的已烘干至质量恒定的扁形称量瓶中，置于1052C烘箱中烘4h，将称量瓶移入干燥器中，冷却半小时称量，而后将称量瓶再移入烘箱，继续烘1h，冷却称量，如此重复，直至质量恒定为止。水分%x按下式计算：1100mmxm式中：m—试样在烘干前的质量，g;1m—试样在烘干后的质量，g。2.木质素的测定(1).酸不溶木素的测定精确称1g试样进行苯醉抽提6h后将苯醇抽提过的试样移入容量100ml的烧杯中，并加入72％硫酸15ml。然后将烧杯置于1820℃水浴中2h，并不时搅拌，以使瓶内反应均匀进行。将上述锥形瓶内容物在蒸馏水的漂洗下全部移人1000ml锥形瓶中，加入蒸馏水(包括漂洗用)至总体积为560ml。将此锥形瓶置于电热板上煮沸4h，期间应不断加保持总体积为560ml，然后静置，使酸不溶木素沉积下来。对酸不溶木素的过滤及恒重。原料中酸不溶木素含量X(%)计算：10100mXm式中：1m—烘干后的酸不溶木素质量，g；0m—绝干试样质量，g。(2).酸溶木素的测定取上述滤液，将试验样品溶液放人吸收池中，以3％的硫酸溶液作参比溶液，用紫外分光光度计于波长205nm测量其吸收值。如果试验样品溶液的吸收值大于0.7，则用3％的硫酸溶液在容量瓶中稀释滤液，以便得到0.2-0.7吸收值，并用此稀释后的滤液作为试验样品溶液进行吸收值测定。计算滤液中的酸溶木素含量(B)以每1000ml中的质量(克)表示：110ABD……………………………………（1）式中：A—吸收值；D—滤液的稀释倍数，以0DVV表示，此处DV为稀释后滤液的体积(ml),0V为原滤液的体积(ml)，未稀释溶液1D。110—吸光系数(Lgcm)，该数值是由不同原料和纸浆的平均值求得的。原料与纸浆试样中酸溶木素含量X，以质量百分数表示，按式(2)计算：01001000BVXW……………………………………（2）式中：B—滤液中酸溶木素的含量，1000gml；V—滤液的总体积，如原料为575ml，纸浆为1540ml；0W—绝干试样重，g。3综纤维素的测定精确称取2g试样，称准至0.0001g，试样用定性滤纸包好，进行苯醇抽提6h，最后将试样包风干。打开风干的滤纸包，将全部试样移入综纤维素测定仪的250ml锥形瓶中，加入65ml蒸馏水，0.5ml冰醋酸0.6g亚氯酸钠(按100%计)，摇匀，扣上50ml锥形瓶，置75℃恒温水浴中加热1h。加热过程中，应经常旋转并摇动锥形瓶，到达1h不必冷却溶液，再加入0.5ml冰醋酸及0.6g亚氯酸钠，摇匀，继续在75℃水浴中加热1h，如此重复进行直至试样变白。从水浴中取出锥形瓶放入冰水浴中冷却，用已恒重的玻璃滤器抽吸过滤，用蒸馏水反复洗涤至滤液不呈酸性反应为止，最后用丙酮洗涤3次，吸干滤液取下滤器，并用蒸馏水将滤器外部洗净，置1052C烘箱中烘至恒重。原料中综纤维素含量X计算：10100mXm式中：X—原料中综纤维素含量，%；1m—烘干后综纤维素含量，g；0m—绝干试样质量，g。3结果与讨论恒重结果：1、加试样前：扁形称量瓶20.3527g滤器129.3222g滤器228.3356g2、加试样后：扁形称量瓶+试样22.6587g3、产物恒重：扁形称量瓶22.4785g滤器130.8685g滤器228.1335g水分：1100mmxm22.658722.47851007.8122.658722.3527酸不溶木质素：10100mXm(28.335628.1335)10010020.641.0622(1007.81)酸溶木质素：110ABD0.421100.03811001001000BVXW0.0385601001002.2610001.0266(1007.81)综纤维素：10100mXm(30.868529.3222)10010083.172.0166(1007.81)分析结果表明：竹杆综纤维素含量为83.15%、酸溶木素2.26%、酸不溶木质素为20.64%4问题分析查文献可知，马尾松不同家系的纤维素、综纤维、酸不溶木素和含量纵向的变化范围分别为43.88%～45.03%、75.38%～76.58%、27.22%～29.38%。竹子属于禾本科与马尾松的木材类的含量的比较得出：竹子综纤维素含量高于马尾松的综纤维素含量，竹子酸不溶木质素的含量低于马尾松的酸不溶木质素的含量。但总体来说，竹子和马尾松的主要化学成分相差不大，所以用竹子做竹炭来代替木材类制作的木炭是可行的，烧制工艺也很容易改进。整棵竹子，包括其竹竿、分支以及根部都可以用来生产炭，资源利用率非常高，废料很少。而且，竹炭的高热值也使其成为一种高效的燃料。使用竹炭来取代森林树木作为燃料。但与树木不同的是，竹子砍伐以后还会再生，这就使得其可以成为土地质量不好地区的能源作物，我们应大力利用竹子，为非洲大陆提供清洁能源。